最美科技工作者|林鸿宣:保障粮食安全 他为水稻基因打上“中国标记”

2020-09-16 10:08:23 作者:解敏 来源:东方网 选稿:朱燕亮

东方网记者解敏9月16日报道:“对于中国这样一个人口大国,保障粮食安全是头等大事。随着城镇化建设的发展,我国耕地面积逐年减少,依靠科技进步提高作物产能成为根本出路。水稻是我国最重要的粮食作物之一,开展水稻复杂性状遗传学研究,发掘关键基因资源,对于改良水稻提提高产量,保障粮食安全有重大战略意义。

林鸿宣,作物遗传学家,中国科学院院士,现任中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员,博士生导师,研究组长。近二十年来耕耘在水稻重要复杂性状分子遗传调控机制研究领域。在水稻抗逆(抗热、耐盐、抗旱)以及产量性状遗传机理与功能基因研究方面取得了一系列突破性创新成果,为农业科技进步提供了多个有自主知识产权的专利,抢占了农业知识产权高地。

2001年,林鸿宣在祖国需要的时候提前结束国外博士后研究回国,回国后的四五年里,他的实验室却一直是静悄悄的,很少发表论文,在喧闹的中国生物学界,显得与众不同。但他坚信,科研是需要积累的。只要集中精力按自己的方向去做,就一定可以出成果。他和他的研究组聚焦水稻重要复杂性状的遗传机理研究上。林鸿宣常说,“性状很重要,而真正观察基因所表现的性状,一定要在大田里,在大自然环境下。”

于是他带领研究组,每年要在上海市郊的农场大田里种植十几万株水稻遗传材料,在其中收集几万株样本。身为研究生导师,每年最热的七八月间,他总是要亲自带着学生下到农田里,观察水稻生长性状、收集样本。每次下田,他和学生对每个样本都要仔细核对。为了多积累材料,冬季他还赴海南南繁基地种植水稻,因为海南冬天气候好,水稻可以多种一季,可以加快实验速度。除了记录性状,还要在实验室里抽取大量样本的DNA、鉴定基因型。都说基因可以改变世界,但要找到它可不容易。成千上万株水稻,要一株一株地做标记。从定位基因到解析出它的功能,中间要花费六七年时间。

一分耕耘一分收获,厚积终于迎来了薄发。从2005年起,林鸿宣研究组的工作频频亮相国际著名的《自然》系列等学术杂志。2005年,采用图位克隆方法成功分离克隆了控制水稻耐盐性状的数量基因(QTL)SKC1,深入阐明了该基因的生物学功能和耐盐作用机理,相关论文刊登在国际著名学术杂志《自然-遗传学》(Nature Genetics)上,这是国际上首次成功克隆的农作物抗逆QTL。

2007年,他带领研究组成功分离克隆了控制水稻粒重的基因(GW2),为阐明作物产量性状的遗传机理提供重要新线索,为作物高产育种提供重要新基因,相关论文发表于国际著名学术杂志《自然-遗传学》上。2008年,他的团队从“海南普通野生稻”中成功克隆控制株型的关键新基因PROG1,阐明了水稻株型驯化的遗传机理,同时为高产株型育种提供重要新基因,相关论文刊登于国际著名学术杂志《自然-遗传学》上。2009年,他带领研究组克隆另外一个水稻耐盐基因OsHAL3,发现OsHAL3受到光的双重调控,相关论文发表于国际著名学术杂志《自然-细胞生物学》(Nature Cell Biology)上。随后,他们进一步完善研究系统,成功克隆了水稻抗热新基因TT1,揭示了一种作物抗热的分子调控新机制,相关论文2015年第4次刊登于国际著名学术杂志《自然-遗传学》(Nature Genetics)上。

林鸿宣和研究组最近又有新研究成果,发表于国际著名学术杂志Nature Communications、Plant Cell和Molecular Plant等上。抗热、耐盐、抗旱、粒型、株型等一系列与水稻生产密切相关的“重量级”基因,被林鸿宣和他的同事打上了“中国发现”的标记。随着成果的不断涌现,林鸿宣近年来拿奖拿到“手软”,但他始终以淡泊的心对待接踵而至的荣誉。

“成果都是一步一个脚印做出来的,不是一朝一夕的事。”“现在又是一个新的起点,要为中国多注册几个水稻功能基因的专利,要对得起国家给的科研经费。要为中国在国际水稻研究界立起更高的地位。”。

对于林鸿宣而言,二十年坚守不移的,除了孜孜以求的学习钻研精神,还有矢志报国的拳拳之心。他用自身高尚的人格魅力和学识魅力影响、指导着学生的成长。至今他已为国家培养了28位博士研究生,目前已有11名发展为教授(研究员)。他说,这一行他要干一辈子,持续为我国农业基础研究作出创新性贡献。